企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建技術(shù)1章

2.3交換機的接口與連接方式2.3.1交換機的接口類型交換機的接口是隨著網(wǎng)絡(luò)類型的變化和傳輸介質(zhì)的發(fā)展而產(chǎn)生的不同的接口規(guī)格，主要有：雙絞線RJ-45接口光纖接口AUI接口與BNCConsole接口FDDI接口雙絞線RJ-45接口數(shù)量最多、應(yīng)用最廣的一種接口類型，它屬于以太網(wǎng)接口類型。它不僅在最基本的10Base-T以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中使用，還在目前主流的100Base-TX快速以太網(wǎng)和1000Base-TX千兆以太網(wǎng)中使用。2.3.1交換機的接口類型光纖接口

目前光纖傳輸介質(zhì)發(fā)展相當迅速，各種光纖接口也是層出不窮，分別應(yīng)用于100Base-FX、1000Base-FX等網(wǎng)絡(luò)中。在局域網(wǎng)交換機中，SC類型是一種常見的光纖接口，SC接口的芯在接頭里面，右圖所示的是一款100Base-FX網(wǎng)絡(luò)的SC光纖接口模塊。2.3.1交換機的接口類型AUI接口

這是專門用于連接粗同軸電纜的，目前這種網(wǎng)絡(luò)在局域網(wǎng)中已不多見?，F(xiàn)在部分交換機保留了AUI接口。AUI接口是一個15針“D”形接口，類似于顯示器接口。這種接口在其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中也可以見到，如路由器，甚至服務(wù)器中。右圖中所示的是交換機上的AUI接口示意圖。2.3.1交換機的接口類型BNC接口

這是專門用于連接細同軸電纜的接口，目前提供這種接口的交換機比較少見。個別交換機保留BNC接口，主要是用于與細同軸電纜作為傳輸介質(zhì)的令牌網(wǎng)絡(luò)連接。右圖是BNC接口的網(wǎng)卡。2.3.1交換機的接口類型Console接口

用于配置交換機而使用的接口。不同交換機的Console接受有所不同，有些與Cisco路由器一樣采用RJ-45類型Console接口，而有的則采用串口作為Console接口。2.3.1交換機的接口類型FDDI接口

在早期的100Mbps時代，還有一種FDDI網(wǎng)絡(luò)類型，即“光纖分布式數(shù)據(jù)接口”，其傳輸介質(zhì)也是光纖，其接口類型如右圖。目前由于它的優(yōu)勢不明顯，已經(jīng)很少見了。2.3.1交換機的接口類型2.3.2交換機的連接方式我們常見的網(wǎng)絡(luò)都是多臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接在一起，我們來看交換機之間有哪些連接方式：級聯(lián)冗余堆疊級聯(lián)是最常見的連接方式，即使用網(wǎng)線將兩個交換機連接起來。有使用光纖介質(zhì)連接和雙絞線介質(zhì)連接兩種情況。光纖介質(zhì)連接：直接連接的兩個交換機端口要保證一致的光纖規(guī)格、端口速率，發(fā)送信號光纖端口與接收信號光纖端口相連。雙絞線介質(zhì)連接：分普通端口和使用Uplink端口級聯(lián)兩種情況。普通端口之間相連，使用交叉雙絞線；一臺交換機使用UPlink端口相連使用直通雙絞線。注意：目前有些交換機已實現(xiàn)智能判斷，即使用交叉線或直通線均可在兩臺交換機之間建立連接。2.3.2交換機的連接方式冗余SpanningTree冗余連接：工作方式是StandBy，一條鏈路在工作，其余鏈路處于待機(StandBy)狀態(tài)，效率沒有提高，可靠性提高。PortTrunking連接：多條冗余連接鏈路實現(xiàn)負載分擔。交換機之間聯(lián)結(jié)帶寬成倍提高，可靠性已得到增強。2.3.2交換機的連接方式堆疊

只有支持堆疊的交換及之間才可進行堆疊，使用專用的堆疊線通過交換機上提供的堆疊接口使用一定的連接方式連接起來。多臺交換機的堆疊是靠一個提供背板總線帶寬的多口堆疊母模塊與單口的堆疊子模塊相連實現(xiàn)的，并插入不同的交換機實現(xiàn)交換機的堆疊。2.3.2交換機的連接方式堆疊和級聯(lián)的區(qū)別連接方式不同：級聯(lián)是兩臺交換機通過兩個PORT互聯(lián)，而堆疊是交換機通過專門的背板堆疊模塊相連。堆疊可以增加設(shè)備總帶寬，而級聯(lián)是不能增加設(shè)備的總帶寬。通用性不同：級聯(lián)可通過光纖或雙絞線在任何網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠家的交換機之間進行連接，而堆疊只有在自己廠家的設(shè)備之間，且設(shè)備必須具有堆疊功能才可實現(xiàn)。連接距離不同：級聯(lián)的設(shè)備之間可以有較遠的距離（100米-幾百米），而堆疊的設(shè)備之間距離十分有限，必須在幾米以內(nèi)。2.3.2交換機的連接方式2.4虛擬局域網(wǎng)和多層交換2.4.1虛擬局域網(wǎng)(VLAN)概念：

VLAN(VisualLocalAreaNetwork)，即虛擬局域網(wǎng)，是指網(wǎng)絡(luò)中的站點不拘泥于所處的物理位置，而可以根據(jù)需要靈活地加入不同的邏輯子網(wǎng)中的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。特點：

在交換式以太網(wǎng)中，構(gòu)成虛擬局域網(wǎng)的站點不必拘泥于所處的物理位置，它們既可以掛接在同一個交換機中，也可以掛接在不同的交換機中。虛擬局域網(wǎng)技術(shù)使得網(wǎng)段的劃分變得非常靈活。虛擬局域網(wǎng)的劃分方法：2.4.1虛擬局域網(wǎng)(VLAN)基于端口的虛擬局域網(wǎng)基于MAC地址(網(wǎng)卡的硬件地址)的虛擬局域網(wǎng)基于IP地址的虛擬局域網(wǎng)基于端口的虛擬局域網(wǎng)基于端口的虛擬局域網(wǎng)是最實用的虛擬局域網(wǎng)，它保持了最普通常用的虛擬局域網(wǎng)成員定義方法，按照交換機的端口來確定虛擬局域網(wǎng)的定義。處于同一個虛擬局域網(wǎng)的成員端口可以位于一臺交換機上，也可以位于不同交換機上的端口。定義簡單、靈活。2.4.1虛擬局域網(wǎng)(VLAN)基于MAC地址的虛擬局域網(wǎng)

在基于MAC地址的虛擬局域網(wǎng)中，交換機對站點的MAC地址和交換機端口進行跟蹤，在新站點入網(wǎng)時根據(jù)需要將其劃歸至某一個虛擬局域網(wǎng)，而無論該站點在網(wǎng)絡(luò)中怎樣移動，由于其MAC地址保持不變，因而其依然屬于原來的局域網(wǎng)。2.4.1虛擬局域網(wǎng)(VLAN)基于IP地址的虛擬局域網(wǎng)

在基于IP地址的虛擬局域網(wǎng)中，新站點在入網(wǎng)時無需進行太多配置，交換機則根據(jù)各站點網(wǎng)絡(luò)地址自動將其劃分成不同的虛擬局域網(wǎng)。在三種虛擬局域網(wǎng)的實現(xiàn)技術(shù)中，基于IP地址的虛擬局域網(wǎng)智能化程度最高，實現(xiàn)起來也最復(fù)雜。2.4.1虛擬局域網(wǎng)(VLAN)2.4.2三層交換概念

三層交換是相對于傳統(tǒng)交換概念而提出的。眾所周知，傳統(tǒng)的交換技術(shù)是在OSI網(wǎng)絡(luò)標準模型中的第二層---數(shù)據(jù)鏈路層進行操作的，而三層交換技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)模型中的第三層實現(xiàn)了數(shù)據(jù)包的高速轉(zhuǎn)發(fā)。簡單地說，三層交換技術(shù)就是：二層交換技術(shù)＋三層轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。特點解決了局域網(wǎng)中網(wǎng)段劃分之后，網(wǎng)段間子網(wǎng)必須依賴路由器進行管理的局面，解決了傳統(tǒng)路由器低速、復(fù)雜所造成的網(wǎng)絡(luò)瓶頸問題。2.4.2三層交換三層交換是相對于傳統(tǒng)的交換概念而提出的。傳統(tǒng)的交換技術(shù)是在OSI網(wǎng)絡(luò)參考模型中的第二層（即數(shù)據(jù)鏈路層）進行操作的，而三層交換技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)模型中的第三層實現(xiàn)了數(shù)據(jù)包的高速轉(zhuǎn)發(fā)。簡單地說，三層交換技術(shù)就是二層交換技術(shù)+三層轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，三層交換機就是“二層交換機+基于硬件的路由器”。

那么三層交換是怎樣實現(xiàn)的呢？三層交換的技術(shù)細節(jié)非常復(fù)雜，不可能一下子講清楚，不過您可以簡單地將三層交換機理解為由一臺路由器和一臺二層交換機構(gòu)成，如下圖所示。兩臺處于不同子網(wǎng)的主機通信，必須要通過路由器進行路由。在上圖中，主機A向主機B發(fā)送的第1個數(shù)據(jù)包必須要經(jīng)過三層交換機中的路由處理器進行路由才能到達主機B，但是當以后的數(shù)據(jù)包再發(fā)向主機B時，就不必再經(jīng)過路由處理器處理了，因為三層交換機有“記憶”路由的功能。

三層交換機的路由記憶功能是由路由緩存來實現(xiàn)的。當一個數(shù)據(jù)包發(fā)往三層交換機時，三層交換機首先在它的緩存列表里進行檢查，看看路由緩存里有沒有記錄，如果有記錄就直接調(diào)取緩存的記錄進行路由，而不再經(jīng)過路由處理器進行處理，這樣的數(shù)據(jù)包的路由速度就大大提高了。如果三層交換機在路由緩存中沒有發(fā)現(xiàn)記錄，再將數(shù)據(jù)包發(fā)往路由處理器進行處理，處理之后再轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。

三層交換機工作原理三層交換機實質(zhì)上是將二層交換機與路由器結(jié)合起來的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它既可以完成數(shù)據(jù)交換功能，又可以完成數(shù)據(jù)路由功能。類型：純硬件和純軟件兩大類2.4.2三層交換2.4.3多層交換概念：

隨著交換技術(shù)的不斷發(fā)展，以及交換機產(chǎn)品的不斷更新，在傳統(tǒng)交換機上實現(xiàn)的功能日益變得豐富起來?，F(xiàn)在不僅有了“路由功能的交換機”，有些交換機還具有通過辨別第四層協(xié)議端口的能力，有人將此類型的交換機稱為第四層交換機，甚至還有可以識別應(yīng)用層協(xié)議的交換機，因而，也出現(xiàn)了“應(yīng)用層交換機”的概念。凡是超越傳統(tǒng)工作在二層的交換大家統(tǒng)稱為“多層交換”。第四層交換

第四層交換的主要作用體現(xiàn)在，可以將端到端性能和服務(wù)質(zhì)量要求實現(xiàn)對所有聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的負載進行細致的均衡，以保證客戶機與服務(wù)器之間數(shù)據(jù)平滑地流動。2.4.3多層交換第七層交換

目前，在高可用性和負載均衡方面，有部分交換機可以利用由應(yīng)用返回給最終用戶的第七層信息。這些交換機使用戶可以容易地確認站點內(nèi)容的響應(yīng)性和正確性，或從客戶的角度來試測你的站點，看看是否存在正確的應(yīng)用和內(nèi)容。具有這樣功能的交換機我們稱為“第七層交換機”。2.4.3多層交換2.5交換機產(chǎn)品簡介交換機產(chǎn)品簡介

目前市場上的交換機產(chǎn)品很多，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成為當前一項熱門應(yīng)用，近20年來，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異，網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品層出不窮，更新?lián)Q代十分迅速。所以網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品市場品種繁多。市面上網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的廠家很多。如CISCO、HP、3COM、華為、華三（H3C）、銳捷、神州數(shù)碼、D-LINK等。思科產(chǎn)品Cisco（思科）的交換機產(chǎn)品以“Catalyst”為商標，曾經(jīng)生產(chǎn)了500、1900、2800、2900、3500、4000、4500、5000、5500、6000、6500、8500等十多個系列的交換機產(chǎn)品，產(chǎn)品線經(jīng)過交換技術(shù)的不斷發(fā)展，以及逐漸規(guī)范，目前思科在產(chǎn)的產(chǎn)品線為：500、2900、3500、3700、4500、4900和6500。順序為由低端到高端。思科產(chǎn)品低端產(chǎn)品

2900的背板帶寬為3.2G，最多48個10/100M自適應(yīng)端口，所有端口均支持全雙工通訊。型號有普通10/100BaseTx交換機，如C2912、C2924等；有些是帶光纖接口的，如C2924C帶兩個100BaseFx口；有些是模塊化的，如C2924M，帶兩個擴展槽。擴展槽的插卡可以放置100BaseTx模塊、100baseFx模塊，以及ATM模塊和千兆以太接口卡(GBIC)。思科產(chǎn)品中端產(chǎn)品

C3500系列交換機背板帶寬高達10Gbps，轉(zhuǎn)發(fā)速率7.5Mpps，它支持250個VLAN，支持IEEE802.1Q和ISLTrunking,支持CGMP網(wǎng)/千兆以太網(wǎng)交換機,可選冗余電源等。并具有很強的管理功能和全面的千兆模塊支持。思科產(chǎn)品高端產(chǎn)品

Catalyst6500系列交換機為園區(qū)網(wǎng)提供了高性能、多層交換的解決方案，專門為需要千兆擴展、可用性高、多層交換的應(yīng)用環(huán)境設(shè)計，主要面向園區(qū)骨干連接等場合。如右圖，是思科Catalyst6500家族。華為產(chǎn)品

華為公司目前已是國內(nèi)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)廠商的領(lǐng)頭羊，其研發(fā)水平和市場占有率非常有說服力。華為的行業(yè)渠道比較完善。華為在